(1) Antecedentes: La fabricación convencional de calzado implica muchos procesos que la mayoría de los trabajadores evitan debido a los ruidos fuertes y a los entornos perjudiciales. Por lo tanto, se necesita un sistema de fabricación de calzado basado en robots para implementar un proceso automatizado. (2) Objetivo: Proponemos un nuevo sistema de automatización de fabricación de calzado basado en robots que incluye una solución robótica automática para reemplazar los procesos de fabricación manual de la parte superior y la suela. (3) Métodos: Para el proceso de fabricación de la parte superior, se propone un nuevo sistema de adquisición de trayectorias con un digitalizador y un dispositivo de giro de hormas. También se presenta un método para planificar la trayectoria de la herramienta del robot para el desbaste y el encolado mediante manipuladores robóticos industriales. Para el proceso de fabricación de la suela, adoptamos un manipulador robótico industrial con un sistema de escaneo 3-D y una herramienta de encolado. Se propone un algoritmo de generación de trayectorias para encolar los lados exterior e interior de la suela transformando la información 3-D de la suela en una postura 6-D para el robot. (4) Resultados: Todos los sistemas desarrollados y los algoritmos propuestos se aplican a un banco de pruebas de producción automatizada, y sus rendimientos se verifican experimentalmente. (5) Conclusiones: El sistema y los métodos propuestos pueden aplicarse a los procesos de fabricación de la parte superior y la suela según los experimentos de evaluación en una línea de producción demostrativa.